第5章 化学平衡综述.ppt

第五章;§ 5.1 化学反应的方向及平衡条件 § 5.2 理想气体反应的等温方程及标准平衡常数 § 5.3 平衡常数及平衡组成的计算 § 5.4 温度对标准平衡常数的影响 § 5.5 其它因素对理想气体化学平衡的影响 § 5.7 真实气体反应的化学平衡 § 5.8 混合物和溶液中的化学平衡;化工生产中的两类问题;基本概念 ;在一定条件下，不同的化学反应，其所能进行的程度是不相同的。即便是同一反应，若条件不同，反应程度也不同.;需要解决的问题：;解决问题的思路：;§ 5.1 化学反应的方向及平衡条件 § 5.2 理想气体反应的等温方程及标准平衡常数 § 5.3 平衡常数及平衡组成的计算 § 5.4 温度对标准平衡常数的影响 § 5.5 其它因素对理想气体化学平衡的影响 § 5.7 真实气体反应的化学平衡 § 5.8 混合物和溶液中的化学平衡;;反应进度;用 判断，这相当于 图上曲线的斜率，因为是微小变化，反应进度处于0~1 mol之间。; 1922年，比利时热力学专家德唐德首先引进了化学反应亲和势的概念。;§ 5.1 化学反应的方向及平衡条件 § 5.2 理想气体反应的等温方程及标准平衡常数 § 5.3 平衡常数及平衡组成的计算 § 5.4 温度对标准平衡常数的影响 § 5.5 其它因素对理想气体化学平衡的影响 § 5.7 真实气体反应的化学平衡 § 5.8 混合物和溶液中的化学平衡;§5.2 理想气体反应的等温方程及标准平衡常数;;Jp:压力商;2. 理想气体反应的标准平衡常数;K θ称为热力学平衡常数，它仅是温度的函数，在数值上等于平衡时的压力商，是无量纲的量。因为它与标准摩尔反应吉布斯函数有关，所以又称为标准平衡常数。;理想气体化学反应等温方程; 一般 ?rG?m0, K?1, 反应物分压几乎=0，反应进行到底。 ?rG?m0, K?1, 产物分压几乎=0，无反应。 ?rG?m与 0 相差不大, K?≈1, 才能调节Jp 改变反应的方向。;应用;3. 相关化学反应标准平衡常数之间的关系;(1);4. 有纯凝聚态物质参加的理想气体化学反应;证明;平衡时;举例：;如果产生的气体不止一种，则所有气体压力的总和称为解离压。;5. 理想气体反应平衡常数的不同表示法;？;(3);;标准平衡常数的物理意义;§ 5.1 化学反应的方向及平衡条件 § 5.2 理想气体反应的等温方程及标准平衡常数 § 5.3 平衡常数及平衡组成的计算 § 5.4 温度对标准平衡常数的影响 § 5.5 其它因素对理想气体化学平衡的影响 § 5.7 真实气体反应的化学平衡 § 5.8 混合物和溶液中的化学平衡;§5.3 平衡常数及平衡组成的计算;1. ΔrGθm和Kθ的计算;(b) 由 计算Kθ ;2. Kθ的实验测定及平衡组成的计算;(2) 化学方法; 平衡转化率又称为理论转化率，是达到平衡后，反应物转化为产物的百分数。; 工业生产中称的转化率是指反应结束时，反应物转化为产物的百分数，因这时反应未必达到平衡，所以实际转化率往往小于平衡转化率。;;4. Ag可能受到H2S(理想气体)的腐蚀而发生如下反应： 　　　H2S(g) +2Ag(s)==Ag2S(s) +H2(g) 今在298K、100kPa下，将Ag放在等体积的H2和H2S组成的混合气体中。已知298K时，Ag2S和H2S的标准生成吉布斯函数分别为–40.25和–32.93kJ／mol。 试问⑴Ag是否可能发生腐蚀而生成Ag2S？ 　⑵在混合气体中，H2S的百分数低于多少才不致发生腐蚀？ 　;解：(1) 判断Ag能否被腐蚀而生成Ag2S，就是判断在给定的条件下，所给的反应能否自发进行。可以计算?rGm值，由?rGm的正、负来判断， 也可以计算反应的平衡常数KΘ ，再比较KΘ与Jp的大小来判断。 ;H2S(g) +2Ag(s)==Ag2S(s) +H2(g);或比较KΘ和Jp的大小判断： 　　?rGΘm = –RTln KΘ = ?fGΘ(Ag2S,s) - ?fGΘ(H2S,g) 　则 ln KΘ =(– 40.25+32.93)×10-3/( – 8.315×298.2） 　　　　 = 2.953 　　　 KΘ = 19.15 　而 Jp＝1 ∴ KΘ Jp， ?rGm0，正向反应自发，即Ag能被腐蚀而生成Ag2S。 ;⑵ 若使Ag不致被腐蚀，应使?rGm≥0，即Jp≥ KΘ 设此时H2S的 体积百分数为x，则H2的百分数为1–x，则 　　　　　　　Jp= ( 1–x )/ x 　　　　Jp≥ KΘ ，即 (1–x / x) ≥ 19.15 　解得 x ≤4.96％ 即在